[发明专利]变桨轴承

说明书

技术领域

本发明描述了变桨轴承（pitch bearing）和风力涡轮机，对于该风力涡轮机而言，借助于这种变桨轴承来连接叶片和毂。

背景技术

风力涡轮机通常具有连接到毂的多个叶片，以使得在操作期间叶片导致毂旋转。为了改变叶片的变桨角（angle of pitch），其能够使用变桨轴承被连接到毂。通常被安装在毂内的变桨系统能够驱动变桨轴承以便调整叶片的桨距。在现有技术系统中，变桨轴承是滚子轴承或球轴承。必须使用高品质钢精密地机加工滚子轴承以便确保令人满意的长寿命。座圈被密封以便保持润滑剂在其内并且防止湿气进入。为了更换损坏的轴承，必须移除叶片。这会是非常耗时且昂贵的。当需要维修轴承时，必须支撑叶片，例如通过吊车支撑。

不过，风力涡轮机尺寸的增加以及逐渐向近海涡轮机的发展趋势使得对于维修性和耐用性有了更高的要求，而这是现有技术的滚子轴承系统不能满足的。滚子轴承仅可以实用于最高达到一特定长度和/或重量的叶片，这是因为非常长和/或重的叶片所施加在轴承上的负载是相应较高的。大的动态负载和相应的结构偏转与质量和处理方面的严格需求的结合使得现有技术滚子轴承是有问题且花费大的。此外，对于近海涡轮机而言，在滚子轴承正被维修时需要吊车来支撑叶片是花费更大的。

发明内容

因此，本发明的目标是提供克服上述问题的改良变桨轴承。

本发明的目标是通过根据权利要求1的变桨轴承、通过权利要求14的风力涡轮机以及通过权利要求14的执行对这种变桨轴承的维护的方法来实现的。

根据本发明，变桨轴承（用于将风力涡轮机的叶片连接到风力涡轮机的毂以允许叶片绕纵向轴线旋转）包括设置在毂和叶片的端部的连结处的操控外壳，该操控外壳封罩了设置在叶片端部和毂之间的多个平面滑动表面。

根据本发明的变桨轴承的优点在于其能够由不需要精密机加工且因而能够以相对较低成本被实现的部件制成。平面滑动表面能够为叶片提供足够的自由度或运动，以使得能够根据需要调整叶片的桨距。此外，平面滑动表面能够在不遭受任何严重损坏的情况下分配被施加在轴承上的负载。因此，这种变桨轴承需要相对少的维护并且因而在此方面也非常经济。

根据本发明，风力涡轮机包括附接于毂的至少一个叶片，其中所述叶片借助于这种变桨轴承连接到毂。

风力涡轮机的毂和叶片能够被特定地完工以便适合这种变桨轴承。可替代地，可以通过使用根据本发明的轴承来更换现有滚子轴承来升级已经运转的风力涡轮机。

根据本发明的在这种变桨轴承上进行维护的方法包括步骤：移除变桨轴承的一个部件而使叶片和变桨轴承的剩余部件保留在原位，并且在已经执行了维护步骤之后更换该部件。

根据本发明的方法的优点在于，由于能够以非常简洁的方式执行维护从而能够实现非常显著的节约。叶片能够借助于变桨轴承在整个维护过程中保持连接到毂，这是因为不需要从变桨轴承移除叶片以便通达到轴承的损坏或磨损元件。而实际上，仅需要移除或断开变桨轴承的相关部件，并且一旦该部件已经被维修或更换，则其能够再一次连接到变桨轴承。这里，术语“移除变桨轴承的部件”可以意味着从变桨轴承完全拆下该部件，或者意味着仅简单地松开该部件以便获得到达该部件背后空间的通路。明显地，当使用根据本发明的变桨轴承将叶片连接到毂时能够安全且快速地执行维护过程。

从下述描述的披露中能够得到从属权利要求给出的本发明的具体有利实施例和特征。不同权利要求类型的特征可以适当结合以便得到其他实施例。

根据本发明的变桨轴承是滑动轴承，因为由轴承连接的部件（叶片和毂）实质上相对彼此滑动。因此，术语“变桨轴承”、“滑动轴承”或简单地“轴承”在下文中可以互换地使用。

在下文中，假定叶片具有基本圆筒形根部部分（或仅被称为“根部”），该根部部分借助于变桨轴承被连接到毂内的圆形开口，该变桨轴承允许叶片至少部分地围绕穿过圆筒形根部部分的纵向旋转轴线旋转。

根据本发明用于驱动变桨轴承的变桨系统能够是任意适当的变桨系统，例如设置在毂内且包括齿轮的变桨系统，且其中该齿轮被设置成啮合绕变桨轴承的适当部件设置的圆形带齿轨道的齿。另一示例是使用液压汽缸来驱动桨距运动。现有变桨系统可以根据需要被直接使用或者被调整。